Flanges críticos: Arruelas avançadas eliminam atrito e trabalho a quente

Mar 10, 2023

1º de novembro de 2022 | Por Lynnae Psimas, Ryder Britton e Shruti Bakshi, INTEGRA Technologies

Durante as atividades de desmontagem de embarcações, as fábricas devem prestar muita atenção ao projeto das arruelas usadas nos flanges aparafusados. Uma simples mudança nesta área pode ajudar a reduzir o tempo de inatividade e melhorar a segurança

Flanges aparafusados ​​em vasos e suas arruelas associadas são frequentemente vistos como componentes menores em instalações de processamento químico que muitas vezes podem ser negligenciados - até que surja um problema crítico. No entanto, um exame mais detalhado do desempenho e do projeto da lavadora pode ajudar as fábricas a reduzir significativamente o tempo e os custos de manutenção, além de melhorar a segurança do operador. Este artigo descreve a aplicação real de uma nova tecnologia de lavadora — a Velocity Washer — em uma fábrica de produtos petroquímicos.

O patenteado Velocity Washer (Figura 1) foi desenvolvido para facilitar tempos de ruptura mais rápidos em flanges críticos. Usado em flanges industriais de alta pressão e alta temperatura em vários setores, incluindo petroquímico, manufatura e aeroespacial, o Velocity Washer reduz o tempo de inatividade e aumenta a segurança ao eliminar o atrito, a principal fonte de fixadores emperrados.

FIGURA 1. O design simétrico dessas arruelas permite uma instalação simples em qualquer orientação

O atrito ocorre quando as peças de metal deslizam umas sobre as outras sob altas cargas. Durante o movimento, tensão local, deformação de adesão e calor podem levar à formação de ligações metálicas até que as duas peças separadas do equipamento se tornem uma peça sólida. O galhamento é extremamente comum, causando atrasos dispendiosos e exigindo esforços de extração perigosos nas plantas. O Velocity Washer elimina o atrito removendo a carga em um parafuso antes de girar a porca. Isso resulta em tempos de interrupção mais rápidos e previsíveis e na eliminação do trabalho a quente, reduzindo os custos de mão de obra e aumentando a segurança do trabalhador.

O Velocity Washer foi recentemente introduzido para uma corporação petroquímica multinacional para tratar de questões relacionadas a pinos e porcas esfolados ou presos, atrasos na produção e trabalho a quente em uma área de processo. O local de trabalho lava três grandes reatores de leito fluidizado a cada nove meses para limpar o acúmulo de sólidos. O local tinha um longo histórico de atrasos dispendiosos e remédios potencialmente perigosos ao tentar desaparafusar os minicones no fundo dos reatores para realizar as referidas lavagens. Antes da introdução dos Velocity Washers, a remoção de fixadores com escoriações exigia a queima das porcas, o que adicionava 4 a 5 horas ao procedimento de lavagem e envolvia o uso de chama aberta em uma área de processo confinada. Essa prática também introduziu preocupações de integridade devido à presença de altas temperaturas próximas à superfície de vedação do flange.

Os óbvios problemas de segurança, alto custo e repetidos atrasos na produção levaram o local a buscar soluções alternativas. Ferramentas de torque hidráulicas foram propostas, mas quando usadas, elas não conseguiam quebrar as porcas estriadas. Isso ocorre porque o fenômeno do esfolamento é muito mais complexo do que o simples alto atrito - é uma fusão das duas partes em nível molecular. Lubrificante de parafuso de alta temperatura também falhou em reduzir o atrito, pois queimava nas temperaturas do processo. A equipe sênior de manutenção no local também considerou as porcas hidráulicas. No entanto, a consulta levou os especialistas em integridade a sugerirem o Velocity Washer, devido ao seu foco no desgaste, menor custo e instalação simples.

A Velocity Washer usa um design com ameias (o que significa que possui aberturas intrínsecas embutidas) que consiste em duas peças empilhadas que são instaladas como uma arruela comum. Devido ao seu design simétrico, eles não podem ser instalados na direção errada. A porca é apertada no lugar usando procedimentos padrão e a arruela de velocidade permanece no lugar durante a operação. No rompimento, a porca é girada 12 graus para a esquerda. As peças do Velocity Washer colapsam, removendo toda a carga da porca e evitando o desgaste antes que ela possa começar. A porca é então removida facilmente. A Figura 2 ilustra essas etapas.